天华山隧道:亚洲最长双线高铁隧道的秦岭穿越

2016年7月8日,随着最后一个循环的开挖完成,亚洲最长单洞双线高铁隧道——西成高铁天华山隧道顺利贯通。这条全长约15.989公里的隧道位于陕西省安康市宁陕县境内,整体埋深较大,最大埋深约1016米,洞身穿越4条断层带和2条岩性接触带,地质条件特别复杂,属于Ⅰ级高风险隧道。它的贯通标志着西成高铁秦岭隧道群建设取得决定性胜利,为我国高铁穿越秦岭山脉——这一中国南北地理分界线积累了极其宝贵的施工经验。

一、基本概况与工程数据

天华山隧道位于陕西省安康市宁陕县境内,地处秦岭南麓低中山区,是西成高铁全线最长的隧道,也是当时亚洲最长的双线高铁隧道。以下是该隧道的主要技术参数:

 
 
项目 数据
全长 15989米(约15.989公里)
隧道类型 单洞双线高铁隧道
设计时速 250公里
最大埋深 约1016米
一般埋深 300至500米
最浅埋深 32至70米(庙沟段)
穿越断层带 4条断层带
穿越岩性接触带 2条
所在线路 西成高铁
所属隧道群长度 长达110公里(34座隧道)
贯通时间 2016年7月8日
风险等级 Ⅰ级高风险

天华山隧道位于陕西省安康市宁陕县境内,为秦岭南麓低中山区,地形起伏较大,平均海拔1000至2400米,最高海拔为2420米。地表自然坡度40至70度。隧道进口位于宁陕县新场乡板房沟马家坪,高程1439.246米,出口位于麻河,高程1093.596米。隧道整体埋深较大,一般埋深300至500米,最大埋深约1016米,最浅埋深位于庙沟内,约32至70米。

二、建设历程:秦岭隧道群的“制高点”

西成高铁穿越秦岭基本采取隧道形式,秦岭段总长度为135公里,其中隧道就占到了127公里,形成了长达110公里的长大密集隧道群,在我国高铁建设史中尚属首例。天华山隧道是西成高铁34座隧道中最长的一条,也是穿越秦岭核心区的最高难度隧道。

隧道施工中,建设者采用“长隧短打”的组织模式,在秦岭山脉腹地设置了多处横洞和辅助通道,分段分区分步推进。2016年7月8日,天华山隧道顺利贯通,标志着西成高铁桥隧工程进入最后的攻坚阶段,为确保全线按期开通运营奠定了坚实基础。

三、攻坚难点:千米级埋深下的岩爆与涌水博弈

天华山隧道的施工面临两项世界级挑战的叠加。

在岩爆防治方面,隧道最大埋深约1016米,千米级埋深下的高地应力区段极易发生强烈岩爆,对施工人员安全构成致命威胁。针对这一风险,施工团队采取光面爆破、预裂爆破等“新奥法”控制爆破技术组织施工,并利用“水压致裂法”进行现场地应力测试,建立数据模型对岩爆进行模拟预测分析,研究岩爆发生规律,采取超前地质预报、围岩监控量测、钻探超前应力释放孔等措施预防岩爆。

在水害治理方面,隧道沿线通过板房沟、庙沟、烂泥沟、小板房沟、南沟、七里沟及麻河等较大沟谷,各沟内常年流水,水量较大,施工中涌水风险极高。在隧道防排水中,施工团队采取“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的方式,有效应对了地下水发育问题。

在生态环境方面,天华山隧道位于国家级天华山自然保护区附近,除板房沟和麻河外其他各沟内均无公路,只能依靠人行便道通行。施工团队在建设过程中严格保护地表植被和水资源,将工程建设与生态保护协调发展贯彻到了每一个施工环节。

四、秦岭隧道群的技术集成

天华山隧道是秦岭隧道群的“集大成者”。隧道群两隧道洞口间明线长度较小,存在“空气动力学效应”和“危岩落石安全防护”两大技术难题。建设部门采取“桩柱式钢筋混凝土防落石明洞”和“桥隧一体化柔性钢网防落石棚洞”两种新型明洞结构技术,有效防止高空落石对高铁运行安全的影响,该技术在我国高铁线路中系首次使用。同时,围绕长大隧道群救援疏散难问题,西成高铁秦岭隧道群中设置了7处救援站,包含列车临时停靠点、疏散梯道及救援通道等。

五、交通便利性与战略意义

西成高铁是国家中长期铁路网规划的重要组成部分,线路全长643公里,设计时速250公里,为双线客运专线。陕西境内(西安北站至省界段)343.6公里,工程以桥隧为主,桥梁127公里、隧道189公里,桥隧比高达92.1%。天华山隧道的贯通使西安至成都的列车运行时间从原来的13小时缩短至3小时,使“蜀道难”成为历史。